仿木材料抗拉强度与应力-应变曲线试验研究

仿木材料是以氯氧镁水泥为基体,植物纤维为增强体,并添加柠檬酸、酒石酸、六偏磷酸钠搅拌均匀后经高压静置固化成型的无机胶凝材料,为研究其抗拉强度和抗拉本构关系,制作了30个试件进行轴心受拉试验,共采集到22个试件的有效数据。结果表明：仿木材料的轴心抗拉强度为7.98 MPa,变异系数为0.121,抗拉弹性模量为3 600 MPa,变异系数为0.089,轴心拉力作用下,材料达到峰值应力后应力迅速下降,试件脆性破坏;根据应力、应变测试结果,拟合得到了材料的轴心抗拉本构关系,可供材料非弹性应用时参考。     

低掺量下钢纤维混凝土抗拉和抗折性能试验研究

为研究低掺量下钢纤维对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响,以钢纤维体积掺量、钢纤维类型、混凝土基体强度等级为主要参数,进行了钢纤维混凝土立方体劈裂抗拉标准试验以及小梁抗折标准试验研究.结果表明:钢纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度有显著提高,钢纤维体积掺量为0.9%时,劈裂抗拉强度提高37%,抗折强度提高18%;钢纤维的掺入显著改善了混凝土抗拉及抗折破坏形态,试件破坏后整体性较好;波纹型钢纤维和端钩型钢纤维的劈裂抗拉性能及抗折性能要优于螺纹型钢纤维.     

高强混凝土抗压抗拉强度的尺寸效应

为研究高强混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的尺寸效应,试验设计三种高强混凝土(60 MPa,80 MPa,100MPa),分别选取边长为100 mm、150 mm、200 mm三种立方体混凝土试块进行抗压试验和劈裂抗拉试验。结果表明,混凝土强度越高,其脆性越大,混凝土的尺寸效应越明显。高强混凝土的强度随着立方体试件尺寸的增大而降低;但降低的幅度随试件尺寸的增大而显著减小,即尺寸效应曲线趋于平缓。基于本试验文章给出了尺寸效应的换算系数。C1、C2、C3三种高强混凝土的立方体抗压强度尺寸效应换算系数λ100为0.84~0.88,λ200为1.11~1,14;劈裂抗拉强度尺寸效应换算系数λ100为0.83~0.86,λ200为1.06~1.15。     

公路罩面层聚合物改性界面剂粘结性能研究

选取立方体试件以及8字型试件,研究了在采用不同丁苯乳液掺量的界面剂处理下,新型聚合物改性水泥砂浆与普通水泥砂浆之间界面劈裂抗拉粘结强度、抗拉粘结强度;并对新旧水泥砂浆的界面处进行了微观结构观测分析。研究结果表明:在立方体劈裂抗拉粘结强度方面,当界面剂中丁苯乳液掺量优选m(丁苯乳液)∶m(水泥)=2∶3时,其28 d劈裂抗拉粘结强度取得最大值为2.465 MPa,明显高于其他界面剂配比的劈裂抗拉粘结强度;在8字型试件抗拉粘结强度方面:当m(丁苯乳液)∶m(水泥)=2∶3时,粘结试件的抗拉粘结强度亦达到最大;微观试验分析表明,掺有丁苯乳液的界面剂水泥砂浆内部界面过渡区(ITZ)相比空白样明显致密。     

加筋夯土墙片的平面内抗剪性能试验

对由废弃混凝土夯筑而成的试件进行抗压试验、劈裂试验及墙片斜压试验,研究水泥稳定夯土材料在静载作用下的破坏特征及强度特性,并着重研究夯土墙片的平面内抗剪性能及各种加筋形式对其抗剪性能的影响。此外,根据试验结果,参考澳大利亚混凝土结构设计规范AS 3600—2009建议的抗剪强度计算公式,探讨水泥稳定夯土材料抗压强度与抗剪强度之间的相互关系。研究结果表明:这种材料的抗压强度、抗剪强度、抗拉强度可分别达到8.68~10.11,1.55和1.01~1.23 MPa;加筋夯土墙片的抗剪强度、延性可分别提高6%~42%和35%~92%;采用聚丙烯纤维可使墙片的刚度提高49%;钢筋的位置及布置方向对其与夯土间的黏结性能有明显影响。且对于竖向分层夯筑的试件,按规范AS 3600—2009公式计算的抗剪强度比试验结果的抗剪强度大。     

超高性能混凝土国内外研究进展

综合阐述了超高性能混凝土的配制技术、力学性能(抗压性能和抗拉性能)、构件受力性能与设计、耐久性。结果表明:为了使超高性能混凝土达高强的目的,须在降低水灰比的基础上提高堆积物的密实度。超高性能混凝土具有较高的抗拉性能;其轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度与抗折强度分别多在3~15 MPa、4~40 MPa与10~48 MPa范围内;且抗折强度具有明显的尺寸效应。4倍钢筋直径为试验测定UHPC与高强钢筋之间粘结强度的合理埋长;且粘结强度取决于能够桥接任何由荷载作用产生的裂缝的钢纤维数量。对UHPC梁进行抗弯性能分析时,建议受拉区拉应力取0.25倍RPC抗拉强度,考虑RPC拉应力对正截面抗弯承载力的贡献。随着剪跨比的减小及配箍率、纵筋率、钢纤维体积率等的提高,RPC梁的抗剪承载力不断增大。大偏心受压下,纤维有效抵制了UHPFRC柱的拉伸开裂,使试件产生延性破坏。与普通混凝土相比,超高性能混凝土具有更强的耐久性能。     

纳米SiO_2-超细粉煤灰混凝土力学性能的试验研究

为研究混凝土的绿色化和高性能化,进行了不同纳米SiO_2掺量下超细粉煤灰混凝土的静态压拉试验,分析了纳米SiO_2掺量对超细粉煤灰混凝土压拉强度的影响和最优掺量下对超细粉煤灰混凝土的破坏形态影响。试验结果表明:普通混凝土和超细粉煤灰混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度均随纳米SiO_2加入量的增大显示先上升后下降的趋势,当纳米SiO_2加入量为0.8%时,普通混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度增幅效果最好;当纳米SiO_2加入量为1.0%时,超细粉煤灰混凝土试件的抗压和劈裂抗拉强度增幅效果最好;试件的抗压和劈裂抗拉破坏形态均为脆性破坏,但超细粉煤灰混凝土掺入1.0%纳米SiO_2后抗压和劈裂抗拉破坏程度明显得到改善。     

正交异性钢桥面-RPC薄层组合铺装体系研究

为了综合解决钢桥面疲劳开裂和铺装层易损坏两大棘手问题,本文提出薄层活性粉末混凝土(RPC)钢桥面组合结构.正交异性钢桥面铺装有限元模型计算结果表明:相对于柔性铺装,组合铺装体系中铺装层最大拉应力、剪应变、竖向位移降幅分别为54.8%,78.9%和39.1%;组合铺装体系结合面抗剪试验及钢桥面-RPC悬臂梁抗拉疲劳试验结果表明:在高温(60℃)不利条件下,RPC与沥青磨耗层界面抗剪强度为1.3MPa;RPC与钢板抗剪栓钉承载力为66.75kN;在拉应力幅值7.5～14.5MPa条件下,钢桥面-RPC悬臂梁承受200万次疲劳荷载没有出现裂缝.研究结果显示,薄层组合桥面铺装体系,有效降低了铺装体系应力应变幅值以及局部竖向变形,且铺装层各结合面抗剪强度可以满足使用要求.     

短切玄武岩纤维混凝土的力学性能试验研究

通过力学性能对比试验,研究了短切玄武岩纤维对混凝土试件破坏模式及力学性能的影响. 结果表明,短切玄武岩纤维混凝土的破坏呈明显的延性特征,玄武岩纤维显著提高了混凝土的抗弯拉强度和弯曲韧性,短切玄武岩纤维混凝土试件的弯拉强度较基体混凝土提高了61.4%,其弯曲韧性指数是基体混凝土的5.6倍;同时,玄武岩纤维延缓了混凝土抗压、抗拉强度的发展,短切玄武岩纤维混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的78.7%、66.1%,而基体混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的92.8%、69.8%.     

基于离散元方法的层理发育地层水力裂缝扩展规律

层理发育是页岩储层的典型特征,水力裂缝能否穿过层理面继续扩展决定了裂缝形态的复杂程度,其中层理强度是影响水力裂缝穿层行为的关键因素。为了探究层理强度对水力裂缝穿层行为的影响,采用块体离散元方法,分别计算了层理面的抗剪强度(黏聚力)和抗拉强度对水力裂缝在层状地层内扩展行为的影响。结果表明,水力裂缝遇到水平层理后的形态可分为转向层理面扩展和继续竖向扩展两种类型。层理面强度对水力裂缝的穿层能力具有显著影响,当层理面的抗拉强度和抗剪强度均较低时,水力裂缝的穿层能力差,水力裂缝不能穿过层理;当层理面的抗拉强度和抗剪强度均较高时,水力裂缝的穿层能力增强,水力裂缝穿过层理面扩展;当层理面的某一个强度较低时(抗拉或抗剪),则低强度因素成为主控因素,另一强度参数的增加不会改变水力裂缝的穿层能力。厘清了层理强度对水力裂缝穿层行为的影响,对层理发育地层的水力压裂施工具有重要的理论指导意义。     

菱镁矿尾矿空心砌块及砌体力学与保温性能研究

为了减少菱镁矿资源浪费及其尾矿对环境污染,提出利用菱镁矿尾矿材料制作空心砌块及砌体,进行轴心抗压和抗剪测试研究其力学性能,采用冷热箱-热流计法测试砌体的导热系数研究其保温性能.试验表明,两组抗压试件的平均抗压强度值分别为3.81 MPa与4.71 MPa;抗剪试件的平均抗剪强度值分别为0.16 MPa与0.23 MPa;菱镁矿尾矿空心砌块砌体导热系数为0.103 W/(m·K),符合我国标准.     

混凝土冲击拉伸力学性能及裂纹扩展试验研究和数值模拟

为真实反映混凝土材料劈裂拉伸力学性能,基于应变片法采用分离式霍普金森压杆对混凝土平台巴西圆盘试件进行了劈裂拉伸试验,研究了不同加载角对试件起裂方式及破坏模式的影响,并对试件破坏过程进行了扩展有限元模拟,同时与试验结果进行了对比分析,得到用于测试混凝土拉伸力学性能的最优加载角.基于此得到动态劈拉下3种不同强度混凝土的劈裂拉伸应力-径向应变曲线及抗拉强度、极限应变、拉伸敏感系数等参数的应变率效应.结果表明:20°加载角可以保证圆盘在中心起裂,用于测试混凝土劈裂拉伸性能最为可靠.在高应变率下,混凝土动态力学参数均具有明显的应变率效应,裂纹沿试件受力方向扩展、贯通直至试件沿加载直径方向劈裂为两半,破坏面表现为骨料破坏,与数值模拟结果一致.     

钢纤维增强超高强混凝土拉压比试验研究

在超高强混凝土(C100级)中掺入螺纹型钢纤维,通过立方体抗压强度与劈裂抗拉强度试验,研究钢纤维对超高强混凝土增强增韧效果和拉压比性能的影响.立方体试件尺寸为100mm×100mm×100mm,钢纤维掺量为0、0.50%、0.75%、1.00%、1.50%.试验结果表明,掺入钢纤维后,超高强混凝土立方体试件裂缝开展路径较多,裂而不散,坏而不碎,抗压韧性显著增强;抗压强度提高10.6%～15.5%,劈裂抗拉强度提高38.2%～91.9%;掺入钢纤维的超高强混凝土拉压比为0.060 5～0.084 6,拉压比提高24.08%～73.46%.提出了钢纤维超高强混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度预测模型,预测值与试验值误差分别在±1.79%、±17.84%范围内.掺入钢纤维可使超高强混凝土脆性大、韧性小的缺点得到显著改善.     

短切玄武岩纤维环氧树脂混凝土力学性能试验研究

通过力学性能对比试验,研究了纤维长度不同的条件下短切玄武岩纤维对环氧树脂混凝土试件破坏模式及力学性能的影响。经力学实验表明,短切玄武岩纤维环氧树脂混凝土的破坏呈明显的延性特征,韧性增强。玄武岩纤维可增强环氧树脂混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度,且随着纤维长度的增加,增强幅度逐渐增加。当纤维长度为12 mm时,其抗压强度提高18.19%,劈裂抗拉提高36.10%,抗折强度提高59.00%。     

聚乙烯纤维增强磷石膏试件力学性能试验研究

本试验在磷石膏基体中掺入长度为3 mm的聚乙烯纤维,根据7组不同聚乙烯纤维掺量的磷石膏配合比,制作了42个100 mm×100 mm×100 mm立方体试件,对试件进行压缩试验。试验结果表明:聚乙烯增强磷石膏复合材料的破坏形态主要为劈裂破坏、X形破坏和局部破坏三种;聚乙烯纤维的掺入,可有效控制裂缝的扩展,可提高材料的强度和延性,防止脆性破坏。复合材料的抗压强度随着纤维掺量的增加,先增大,后减小;当纤维掺量在1.5%左右时,获得最大强度(约5.10 MPa),相比于未掺纤维磷石膏强度(约3.51 MPa),抗压强度提高了45.3%。通过分析应力-应变曲线,并结合东华应变测试系统,得到纤维掺量为0%和1.5%时试件的弹性模量,分别为1739.01 MPa和2700.07 MPa,可为实际工程提供参考。     

叠合楼板结合面剪切试验

目的研究混凝土叠合板结合面的水平剪力,为叠合楼板桁架钢筋布置计算提供参考.方法对进行拉毛处理与光面未拉毛处理的试件进行结合面受剪承载力试验研究,得出新旧混凝土结合面抗剪强度试验值;计算叠合板在满足抗剪强度条件下的桁架钢筋合理布置间距.结果试件的结合面积为1 000 mm×1 000 mm,通过千斤顶加载到500 k N时,结合面没有任何错动现象;试件的结合面积为200 mm×300 mm,加载通过500 t压力机进行,表面拉毛试件在压力施加到183 k N发生的破坏,表面未拉毛试件在压力施加到110 k N发生的破坏.结论叠合板新旧混凝土结合面的抗剪强度,拉毛处理结合面强度为3.0 MPa,光面未拉毛结合面抗剪强度为1.8 MPa.实际工程中,小于9 m跨度的叠合楼板可不需要设置抗剪桁架钢筋.假设结合面粘结失效,计算仍能满足水平抗剪强度要求的桁架钢筋设置情况.叠合楼板跨度小于3.0 m时,腹筋直径选用4 mm,布置间距可选用600 mm;腹筋直径选用5 mm,布置间距可选用1 000 mm.     

废弃纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应试验

目的研究再生骨料取代率、废弃纤维掺入量和混凝土强度等级对废弃纤维再生混凝土立方体试件劈裂抗拉强度的尺寸效应.方法对15组边长为100 mm、150 mm、200 mm的立方体试件进行劈裂抗拉试验,通过尺寸效应度评价各参数对尺寸效应的影响规律;采用最小二乘法,验证经典尺寸效应理论模型对废弃纤维再生混凝土的适用性.结果随着再生骨料取代率的增加,劈裂抗拉强度尺寸效应增加;随着废弃纤维掺入量的增加,劈裂抗拉强度的尺寸效应先减小后增加,当废弃纤维掺入量为0. 12%时,尺寸效应现象较小;混凝土的强度等级越高,强度的尺寸效应现象越明显;两种经典尺寸效应理论试验数据的拟合相关系数介于0. 946～0. 999.结论废弃纤维再生混凝土的劈裂抗拉强度存在尺寸效应现象,与普通混凝土随强度等级的变化规律一致,Bazant尺寸效应理论无切口情况修正和Carpinteri分形尺寸效应适用于废弃纤维再生混凝土尺寸效应的分析.     

锂渣聚丙烯纤维混凝土基本力学性能试验

为了研究锂渣聚丙烯纤维混凝土的力学性能,采用乌鲁木齐地区常用原材料,配制16组不同锂渣取代率和聚丙烯纤维掺量的混凝土试件,进行了立方体抗压试验、轴心抗压试验、劈裂抗拉试验和抗折试验。试验结果表明:锂渣取代率为20%,聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m~3时,试件的抗压强度和抗折强度比普通混凝土分别提高了11.3%和20.6%;聚丙烯纤维掺量为1.2 kg/m~3时,试件的劈裂抗拉强度比普通混凝土提高了38.9%。     

混凝土斜方体抗压有限元分析及试验研究

随着水泥混凝土的外加剂和掺合料不断发展,仅把传统的立方体抗压强度作为最重要的性能指标显得越来越不完整.本文引入一种斜方体试件作为混凝土强度试验的试件,提出＂斜方体抗压强度＂的概念,该强度考虑了压、拉弯、剪共同作用的复杂受力状态对混凝土强度的影响.有限元分析及试验结果均表明,混凝土斜方体试件受压后沿试件钝角对角线产生主要裂缝并破坏,其破坏机理与立方体试件不同.混凝土斜方体抗压强度反映了混凝土在复杂受力状态下的材料性能,可以作为评定混凝土性能的又一指标.     

钢纤维自密实特细砂混凝土性能的实验研究

选用开封段细度模数为1.148的黄河特细砂,分别以10%、20%、30%、40%的质量比与天然砂互掺,研究特细砂掺量对C60钢纤维自密实混凝土工作性能和基本力学性能的影响规律.结果表明,在30%以内掺量下,混凝土仍具有良好的自密实性能;在特细砂为10%的掺量下,钢纤维自密实混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量均有小幅度的提高,仅劈裂抗拉强度降低了2.3%;在20%、30%和40%的掺量下,这些基本力学强度均有不同程度的降低,其中劈裂抗拉强度降低幅度大于其他力学强度;从试件破坏形态来看,随着黄河特细砂掺量的增加,试件破坏时表现出的脆性特征越来越明显,尤其是在40%的掺量下,劈裂抗拉试件的破坏形态由"裂而不散"转变为"一裂即坏".